لقد حير الناس لسنوات لماذا العامل الممرض يتفشى فيتوفثورا يسبب مرض اللفحة المتأخرة المدمر ، مصدر مجاعة البطاطس الأيرلندية ، على البطاطس ، لكن ليس له أي تأثير على الإطلاق على نباتات مثل التفاح أو الخيار. كيف يمكن لأشجار التفاح ونباتات الخيار التخلص تمامًا من هذا العامل الممرض المدمر؟ لقد تساءل علماء الزراعة لسنوات: إذا كانت هذه المقاومة كاملة واستمرت على مدى أجيال عديدة ، فهل هناك طريقة ما يمكننا من خلالها نقلها إلى نباتات حساسة مثل القمح وبالتالي إيقاف المرض؟ حول المقاومة غير المضيفة
هناك العديد من الأمثلة النباتات التي هي عرضة لمسببات الأمراض ولكنها قادرة على مقاومة مسببات مرض أخرى وثيقة الصلة. من خلال الكشف عن الآلية الكامنة وراء المقاومة ، يمكننا الحصول على فهم أعمق للمصنع الجهاز المناعي ويمكنه أيضًا الكشف عن جوانب غير معروفة سابقًا للإشارات المناعية والتنظيم ، والتي يمكن أن تساعد العلماء على تحسين المقاومة ضد طيف أوسع من مسببات الأمراض.
لماذا من المهم تحديد الأساس الجزيئي للمقاومة غير المضيفة ?
لطالما كان هذا السؤال مهمًا لأن مسببات الأمراض تشكل تهديدًا ثابتًا للزراعة ، مما يحد من كمية الغذاء التي يتم إنتاجها وأين يمكن زراعة المحاصيل. يواصل العلماء تعلم طرق للحد من تأثير المرض ، من خلال تطوير مبيدات الآفات ، وتنفيذ ممارسات جديدة في هذا المجال ، وتربية المحاصيل بمقاومة معززة.
ومع ذلك ، فإن العالم الحديث عن غير قصد يقوض هذه الجهود بعدة طرق. ساهمت العولمة والحركة المتزايدة في انتشار مسببات الأمراض في بيئات جديدة. ومن الأمثلة البارزة الظهور الأخير لمرض انفجار القمح الناجم عن فطر Magnaporthe oryzae ، والذي لم يتمكن لفترة طويلة من استعمار القمح.
أوضح ماثيو موسكو ، العالم في مختبر سينسبري في نورويتش بالمملكة المتحدة: "إن مجال المقاومة غير المضيفة ينطلق لتحديد طرق جديدة لهندسة مقاومة مسببات الأمراض النباتية هذه ، مسترشدًا بالمناهج الموجودة بالفعل في الطبيعة". "هذا السؤال أساسي لفهم سبب إصابة بعض النباتات بعامل مُمْرِض معين وعدم إصابة البعض الآخر ، والعكس بالعكس ، لماذا لا يستطيع العامل الممرض أن يستعمر بنجاح إلا عددًا محدودًا من الأنواع النباتية ، التي تشكل مجتمعة نطاق مضيفها."
ما الذي نعرفه؟
لقد تعلم العلماء أن المقاومة غير المضيفة هي ميزة يتحكم فيها العديد من الجينات وتحكمها إلى حد كبير السمات المميزة لكوكبة معينة من مسببات الأمراض النباتية. غالبًا ما تكون الحواجز الفيزيائية الموجودة مسبقًا والمستحثة ، مثل بشرة النبات ، وإفراز الجزيئات المضادة للميكروبات من العوامل الرئيسية في المقاومة غير المضيفة. في الآونة الأخيرة ، أدرك العلماء التفاعل بين أجهزة الاستشعار المناعية المضيفة من نوع NLR وبروتينات المستجيب الممرض المفرز كمحدد مهم آخر للمقاومة غير المضيفة.
ما الذي لا نعرفه؟
قال رالف بانستروجا ، العالم في جامعة RWTH آخن في ألمانيا. تعتمد معرفتنا عن المقاومة غير المضيفة إلى حد كبير على النتائج التي تم الحصول عليها في عدد قليل من أنواع نباتات كاسيات البذور (النموذجية) التي يمكن تتبع مسارها وراثيًا. نحن لا نعرف حتى الآن إلى أي مدى يمكن تعميم هذه الأفكار ، خاصة فيما يتعلق بغير كاسيات البذور ".
في حين أن هناك الكثير الذي لا نعرفه عن المقاومة غير المضيفة ، فإن التطورات الحديثة في التكنولوجيا ، مثل طرق تسلسل الحمض النووي ، ستجعل من السهل على العلماء معرفة المزيد. بالنسبة لفهم مساهمة المقاييس الجرثومية ، تمكن العلماء مؤخرًا من استكشاف هذا الجانب من خلال تجارب إعادة التشكيل مع المجتمعات الميكروبية الاصطناعية بالاشتراك مع أنظمة النباتات الخالية من الجراثيم. لم يتم إنشاء هذه الأدوات إلا مؤخرًا لبعض أنواع النباتات النموذجية ولم تتوفر بعد للعديد من المحاصيل المهمة من الناحية الزراعية.
ما الذي يمكن أن يأتي من الإجابة على هذا السؤال؟
سيساعد تعلم المزيد عن المقاومة غير المضيفة العلماء على إدراك أن القابلية للمقاومة والمقاومة هي النتائج القصوى للتفاعلات بين النباتات ومسببات الأمراض ، مع جميع أنواع الأشكال الوسيطة الممكنة. قد يكتشف العلماء أيضًا مسببات الأمراض النباتية غير المكتشفة في بعض الأنواع ، مما سيعزز استراتيجيات مكافحة الأمراض. ستساعد الإجابة على هذا السؤال العلماء أيضًا على فهم ما إذا كانت المقاومات الجرثومية تساهم في المقاومة ، والتي يمكن أن تشكل الأساس لتدابير وقاية النبات في المستقبل. أخيرًا ، ستكمل هذه الأفكار صورتنا لجهاز المناعة في النبات.
للاطلاع على المراجعة الكاملة ، اقرأ "ما هو الأساس الجزيئي للمقاومة غير المضيفة؟" نشرت في عدد نوفمبر من المشروعات متناهية الصغر والصغيرة والمتوسطة مجلة. هذه المقالة هي الأولى في سلسلة من عشر مراجعات تستكشف أهم 10 أسئلة لم تتم الإجابة عليها في التفاعلات الجزيئية للميكروبات النباتية ، والتي جاءت من مبادرة التعهيد الجماعي التي قادها المشروعات متناهية الصغر والصغيرة والمتوسطة مجلس تحرير المجلة في المؤتمر الدولي 2019 حول التفاعلات الجزيئية للميكروبات النباتية في غلاسكو ، اسكتلندا.
عندما سمع بانستروجا وموسكو الحاضرين في الاجتماع عن السعي لتحديد أهم 10 أسئلة لم تتم الإجابة عليها في المشروعات متناهية الصغر والصغيرة والمتوسطة، كانوا مفتونين على الفور. عندما رأوا القائمة النهائية ، تم جذبهم إلى السؤال حول المقاومة غير المضيفة ، وهي دفاع نباتي يوفر مناعة لجميع أعضاء الأنواع النباتية ضد الكائنات الحية الدقيقة التي تضر الأنواع النباتية الأخرى.
قال بانستروجا: "نظرًا لأن كلانا نشر خبرته في مجال المقاومة غير المضيفة ، فقد كان من البديهي إلى حد ما أنه يمكننا المساهمة بمقال مراجعة لهذا السؤال ذي الصلة". "لقد شعرنا لبعض الوقت أن بعض المفاهيم والمصطلحات في هذا المجال غامضة وربما مضللة ، وأنه سيكون الوقت المناسب لتلخيص المعرفة الحالية ، ولكن أيضًا لتوضيح بعض الجوانب وإثارة بعض الأفكار ".
